Thứ Ba, 14 tháng 12, 2021

TT&HĐ V - 45/n


 
Vụ Nổ Lớn Big Bang | Phong cảnh vũ trụ
Lý thuyết Vụ Nổ Lớn (Big Bang) là mô hình vũ trụ học nổi bật miêu tả giai đoạn sơ khai của sự hình thành Vũ trụ. Theo lý thuyết này, Vụ Nổ Lớn xảy ra xấp xỉ cách nay 13,798 ± 0,037 tỷ năm trước, và được các nhà vũ trụ học coi là tuổi của vũ trụ. Sau giai đoạn này, vũ trụ ở vào trạng thái cực nóng và đặc và bắt đầu giãn nở nhanh chóng. Sau giai đoạn lạm phát, vũ trụ đủ "lạnh" để năng lượng bức xạ (photon) chuyển đổi thành nhiều hạt hạ nguyên tử, bao gồm proton, neutron, và electron. Tuy những hạt nhân nguyên tử đơn giản có thể hình thành nhanh chóng sau Big Bang, phải mất hàng nghìn năm sau các nguyên tử trung hòa điện mới xuất hiện. Nguyên tố đầu tiên sinh ra là hiđrô, cùng với lượng nhỏ heli và liti. Những đám mây khổng lồ chứa các nguyên tố nguyên thủy sau đó hội tụ lại bởi hấp dẫn để hình thành lên các ngôi sao và các thiên hà rồi siêu đám thiên hà, và nguyên tố nặng hơn hoặc được tổng hợp trong lòng ngôi sao hoặc sinh ra từ các vụ nổ siêu tân tinh.

PHẦN V:     THỐNG NHẤT 
"Khoa học là một sức mạnh trí tuệ lớn nhất, nó dốc hết sức vào việc phá vỡ xiềng xích thần bí đang cầm cố chúng ta."
Gorky 
 
"Mỗi một thành tựu lớn của nhà khoa học chính là xuất phát từ những ảo tưởng táo bạo". 
JohnDewey
"Chân lý chỉ có một, nó không nằm trong tôn giáo, mà nằm trong khoa học."
Leonardo da Vinci
 
"Cái khó hiểu nhất chính là hiểu được thế giới" 
Albert Einstein
 "Có hai cách để sống trên đời: một là xem như không có phép lạ nào cả, hai là xem tất cả đều là phép lạ".
Albert Einstein
      
“Chính qua cuộc đấu tranh nhằm thống nhất một cách hợp lý cái đa dạng mà đã đạt được những thành công lớn nhất, dù rằng chính ý đồ đó có thể gây ra những nguy cơ lớn nhất để trở thành con mồi của ảo vọng”.
Albert Einstein


“Người nhìn thấy cái đa dạng mà không thấy cái đồng nhất thì cứ trôi lăn trong cõi chết”.

Upanishad       

CHƯƠNG VI (XXXXV): THỰC CHỨNG

“Tinh thần thời đại cũng có thể là một sự thực khách quan như bất cứ sự thực nào trong khoa học tự nhiên (…).
Do đó, hai quá trình, quá trình khoa học và quá trình nghệ thuật, không phải là rất khác nhau. Cả khoa học và nghệ thuật trong suốt nhiều thế kỷ đã tạo nên ngôn ngữ con người mà nhờ đó chúng ta có thể nói về những phần rất xa xôi của thực tại…”.

"Nếu bạn sinh ra trong nghèo khó, đó không phải là lỗi của bạn. Nhưng nếu bạn chết trong nghèo khó, thì đó là lỗi của bạn…".
"Cơ hội làm điều ác đến một trăm lần một ngày, và cơ hội làm điều thiện chỉ đến một lần trong một năm".

"Thật tuyệt vời là con người đã sử dụng biết bao thời gian để chống lại cái ác. Giá mà họ cũng sử dụng năng lượng đó để yêu thương người khác, cái ác sẽ tự chết vì buồn chán".


Good act bring good result, bad actions bring bad result. Don't expect the gods to do thing for you, or the angles and guardian deities to protect you, or the auspicious days to help you. These things aren't true. Don’t believe in them. If you believe in them , you will suffer. You will always be waiting for the right day, the right month, the right year, the angles or the guardian deities. You'll only suffer that way. Look into your own actions and speech, into your own kamma. Doing good, you inherit goodness, doing bad you inherit badness.


Đọc thêm tại: http://www.tudiendanhngon.vn/tabid/87/strcats/225/sw/n/charmode/true/default.aspx © TuDienDanhNgon.vn

Good act bring good result, bad actions bring bad result. Don't expect the gods to do thing for you, or the angles and guardian deities to protect you, or the auspicious days to help you. These things aren't true. Don’t believe in them. If you believe in them , you will suffer. You will always be waiting for the right day, the right month, the right year, the angles or the guardian deities. You'll only suffer that way. Look into your own actions and speech, into your own kamma. Doing good, you inherit goodness, doing bad you inherit badness.


Đọc thêm tại: http://www.tudiendanhngon.vn/tabid/87/strcats/225/sw/n/charmode/true/default.aspx © TuDienDanhNgon.vn
"Thế giới hiện thực có giới hạn; thế giới tưởng tượng là vô hạn".

“Thế giới phải chìm đắm trong đau khổ không phải vì tội ác của những kẻ xấu, mà là vì sự im lặng của những người tốt.” 
Napoléon



(Tiếp theo)



Nếu có hai hệ chuyển động tương đối so với nhau thì một tia sáng phát ra từ một hệ môi trường chân không, sau khi phát khỏi hệ, tia sáng không còn chịu bất cứ một tác động nào từ hệ đó nữa. Lúc đó, tùy thuộc vào nhận thức chủ quan của mỗi quan sát ở mỗi hệ mà các giá trị về khoảng cách, thời gian cũng như vận tốc và cả phương chiều lan truyền của tia sáng được xác định ra khác nhau, nhưng có thể chuyển thành nhau thông qua các biểu thức cơ bản mà chúng ta đã nêu. Ngược lại, nếu ánh sáng được phát ra từ môi trường có mức năng lượng v0 dù chuyển động hay không chuyển động một khi vẫn còn lan truyền trong môi trường đó (hoặc một tia sáng từ đâu đó đi vào và lan truyền trong môi trường đó) thì nó vẫn chịu tác động một cách liên tục bởi môi trường đó. Nghĩa là phải thấy tia sáng lan truyền trong môi trường chuyển động chịu ít nhất là đồng thời bởi hai tác động: tác động của mức năng lượng v khi môi trường đứng yên (tĩnh) và tác động của mức năng lượng chuyển động của môi trường (động). Lúc này không thể dùng biểu thức m để chuyển hóa vận tốc  được nữa.
Có thể coi môi trường chuyển động là một dạng của hiện tượng tạm gọi là môi trường “lồng” trong môi trường. Giả sử có một vật ở trong môi trường chuyển động thì coi như nó ở trong một hệ chuyển động so với môi trường tĩnh (đứng yên). Như vậy, trong thí nghiệm Fizô, một hệ quan sát đứng yên trong chân không sẽ phải đi đến kết luận: so với môi trường nước tĩnh có mức năng lượng v, khối nước chảy trong ống nghiệm với vận tốc v" và nếu qui chiếu về môi trường nước tĩnh, sẽ phải tuân theo biểu thức (lúc này, trong k bằng -1), nghĩa là:
Có như thế là vì nếu đứng trong môi trường nước tĩnh quan sát thì vận tốc ánh sáng là c' và khối nước chuyển động không bị tác động bởi v. Về mặt số trị, c' bằng c, bởi biểu thức đã chỉ ra:
,
nghĩa là đơn vị đo khoảng cách và thời gian ở hai hệ hay hai môi trường, có thể dài, ngắn khác nhau nhưng đối với cùng một khoảng cách hay thời gian thì số lượng đơn vị đo là như nhau.
Nếu qui chiếu v' về hệ tọa độ của quan sát trong chân không (đứng yên như môi trường nước tĩnh), thì vì “thấy được” dòng nước chảy bị cản trở bởi v, nên trong k lúc này bằng 1, để có:
Nghĩa là v'>v.
Như vậy, theo hệ tọa độ đứng yên trong chân không:
Như đã nói, về mặt số trị:
v"=v'=v
Do đó, khi qui chiếu v" về cùng một đơn vị thời gian với v theo hệ tọa độ đứng yên trong chân không, sẽ thấy một mức độ chênh lệch vận tốc là:
Đó cũng chính là “lượng” vận tốc tăng lên hay giảm xuống đối với tia sáng truyền xuôi hay ngược trong dòng nước chảy ở thí nghiệm Fizô. Vậy có thể viết:
Trong sáng và chính xác là như thế chứ không cần đến giả định huyền bí của Frênen và cũng không phải bỏ bớt bất cứ lượng dù nhỏ bé nào theo Anhxtanh.
- Thế là anh đã thấy được “chân tướng yếu đuối” của biểu thức rồi phải không, Hoang Tưởng?
- Đúng vậy Hiện Thực ạ! Tôi rất đỗi vui mừng vì điều đó và có lẽ anh phải lưu lại lời cảm ơn chân thành của tôi đối với thí nghiệm của Eri và thí nghiệm của Fizô!
- Theo thiển ý của tôi thì biểu thức toán học tổng quát của phép tổng hợp vận tốc theo quan niệm của anh phải là thế này:
Với n là số môi trường “lồng” vào nhau không kể môi trường chân không.
- Có lẽ là như vậy! Nhưng thôi, không nên viết nó ra vì chưa chắc đó là dạng tổng quát nhất. Hơn nữa anh cũng đừng sốt sắng khoe với thiên hạ về “chân tướng yếu đuối” của biểu thức làm gì. Kẻo sách của chúng ta khi xuất bản ra không ai thèm mua thì khốn khổ lắm đấy!
- Anh chớ lo! Dù anh đang vi vu trên kệ sách và tôi cắm cổ ghi chép trong xó nhà thì cũng như đang cùng trên một con thuyền giữa đại dương mênh mông. Không lẽ tôi ngốc đến mức làm thủng con thuyền cho nó chìm?
- Đừng chủ quan! Con người ta, nhiều khi rất ngốc mà không biết mình ngốc. Đây, tôi kể cho anh nghe chuyện này:
“Một ông hàng thịt bày thịt lợn xề ra bán. Đứa con phụ ông bán có tính hay bép xép nên ông dặn trước:
- Mày đừng có nói là lợn xề đấy nhé!
Lúc sau có người đến hỏi mua thịt. Đứa con mau mồm nói trước:
- Đây không phải là thịt lợn xề đâu bác ạ!
Người kia nghe nói thế sinh nghi, không mua nữa.
Ông hàng thịt giận quá, mắng con:
- Ai bảo mày nói để người ta sinh nghi hả?
Thế rồi lại có người đến, xem thịt rồi hỏi:
- Sao bì nó dày thế này? Hay là thịt lợn xề?
Ông hàng thịt chưa kịp trả lời thì thằng con đã vội hấp tấp phân bua với bố:
- Đấy! Người ta nói trước chứ không phải con đâu đấy nhé!”
- Chuyện anh kể, cũ mèm và “phi đạo đức” quá. Nhưng thôi, để đáp lại, tôi kể anh nghe câu chuyện khoa học này:
“Hai ông thông thái rởm ngồi nói chuyện thiên văn. Ông thì bảo trời cách xa ta mấy chục vạn dặm. Ông thì bảo trời xa một vạn dặm là cùng. Họ cãi nhau, không ai chịu ai. Có người thứ ba nói xen vào:
- Hai ông nói sai cả. Làm gì xa đến vậy! Từ đây lên trời chỉ ba, bốn trăm dặm là cùng, đi mau thì ba ngày, đi chậm thì cũng chỉ bốn ngày là tới nơi… Vừa đi vừa về độ sáu, bảy ngày.
Hai ông kia hỏi vặn:
- Bằng vào đâu mà dám nói chắc như vậy?
- Cứ theo lệ thường thì ngày 23 Tết đưa Ông Táo lên trời, đến 30 Tết Ông Táo đã về tới nhà rồi. Hai ông tính lại thử xem?”
- Đó mà là chuyện khoa học?
- Ha, ha… ha! Nói ghẹo anh cho vui thôi.
- Ừ, kể cũng vui… Thoải mái rồi nhé! Tiếp tục ghi chép đi, Hiện Thực ơi! Tôi nói đến hiện tượng hiệu ứng Đốplơ trong quang học đây!
- Hiệu ứng Đốplơ trong quang học là một hiện tượng của quá trình phát và thu bức xạ điện từ. Đối với trường hợp nguồn phát và thiết bị thu sóng bức xạ điện từ đứng yên so với nhau thì tần số và bước sóng của đoàn sóng khi phát ra và khi thu vào là có giá trị như nhau, không có một sai biệt nào. Nhưng khi nguồn phát và thiết bị thu chuyển động tương đối so với nhau thì các tần số và bước sóng ở hai hệ thu và phát đó sẽ có sự chênh lệch về giá trị. Người ta gọi đó là hiệu ứng Đốplơ.
Dựa vào thuyết tương đối hẹp của Anhxtanh người ta đã giải thích được nguyên nhân sâu xa gây ra hiện tượng đó cũng như thiết lập được các công thức tính toán độ dịch chuyển tần số và bước sóng. Nhiệm vụ của chúng ta ở đây là từ hai biểu thức của mình phải dẫn giải ra được các công thức tính toán ấy.
Hình 10: Mối quan hệ về bước sóng truyền sáng giữa hai hệ thu và phát chuyển động tương đối so với nhau
Giả sử có hai hệ thu, phát ánh sáng gọi là T và P chuyển động tương đối so với nhau, có giá trị vận tốc là v, có phương vận tốc tại thời điểm phát sóng sáng lập với đường thẳng qua hai hệ ấy một góc là , có phương truyền tín hiệu sáng đều được T lập với phương vận tốc v một góc là  (xem minh họa ở hình 10). Theo quan niệm của chúng ta thì mối quan hệ về khoảng cách và thời gian giữa hai hệ T và P phải tuân theo hai biểu thức . Như vậy, dễ hiểu là cũng có thể biểu diễn mối quan hệ về tần số và bước sóng ánh sáng phát và thu bằng hai biểu thức ấy, nghĩa là có thể viết:
              
Trong đó: , là bước sóng và tần tố của tín hiệu được xác định trong hệ đứng yên. Chúng ta sẽ xem xét những trường hợp có thể xảy ra sau đây:
1/. Trường hợp T đứng yên, P chuyển động: lúc này và  là của P, là của T.
   -. Khi : nguồn phát chuyển động đến gần thiết bị thu và có:
              
Có như vậy là do sự sự lũng đoạn của vận tốc v và góc đến sự phát và thu tín hiệu sáng. Nghĩa là cùng một loại sóng sáng lan truyền trong không gian, hai hệ chuyển động tương đối so với nhau sẽ phải thấy khác nhau. Ở đây, như biểu thức cho thấy bước sóng khi thu sẽ phải chậm hơn khi phát.
   -. Khi , tín hiệu được phát theo phương vuông góc với vận tốc v, mối quan hệ giữa hai bước sóng và hai tần số sẽ là:
              
Đây được gọi là hiệu ứng Đốplơ ngang
   -. Khi , nguồn phát chuyển động ra xa thiết bị thu, do vận tốc ánh sáng không được vượt qua giá trị cực đại C và suy ra từ phép tổng hợp vận tốc mà thấy:
              
   -. Khi , dễ dàng thấy được nguồn phát chuyển động ra xa thiết bị thu và phương của vận tốc v trùng với đường thẳng đi qua hai hệ P và T. Lúc này:
              
Ngược lại khi , nguồn phát chuyển động đến gần nguồn thu và vận tốc v có phương trùng với đường thẳng đi qua P và T. Lúc này:
              
              
Hiệu ứng Đốplơ xảy ra khi  gọi là hiệu ứng Đốplơ dọc.
2/. Trường hợp ngược lại, P đứng yên, T chuyển động với vận tốc –v, góc lập lúc này phải chuyển biến thành . Như vậy, dạng của các công thức trên không thay đổi, chỉ phải thay đổi vị trí của , cho nhau.
Trong lý thuyết cơ học lượng tử có một nguyên lý rất nổi tiếng gọi là nguyên lý bất định Hâyxenbec. Nội dung của nó là: không thể xác định chính xác một cách đồng thời tọa độ và xung lượng của một hạt vi mô. Hiệu ứng Đốplơ trong quang học đã như một gợi ý rằng nguyên lý ấy có thể chỉ là hệ quả của một nguyên lý bất định còn tổng quát hơn nhiều và nguyên lý này phải có mối quan hệ nhân – quả với sự chuyển động tương đối giữa các hệ phát thông tin (hệ bị quan sát) và nhận thông tin (hệ quan sát) đối với nhau. Như có lần chúng ta đã nói thì thông tin về một hiện tượng nào đó luôn bị lũng đoạn đó là không thể bị triệt tiêu được bởi vì sự chủ quan của hệ quan sát bao gồm hai bộ phận, một bộ phận do bản thân hệ quan sát gây ra như nhận định kỹ thuật sai lầm, thao tác quan sát chưa đúng…, một bộ phận do chính thực tại khách quan gây ra như hiệu ứng Đốplơ đã chỉ ra. Cố gắng lắm cũng chỉ khắc phục được sự chủ quan do bản thân hệ quan sát gây ra mà thôi. Rõ ràng, điều đó dẫn đến nhận định: không thể không thừa nhận công lao vô cùng to lớn của thực nghiệm trong hiện thực khách quan đối với quá trình nhận thức của loài người về Tự Nhiên Tồn Tại, nhưng đến một lúc nào đó, để có thể tiếp tục nhận thức và nhận  thức đến tường tận Tự Nhiên Tồn Tại, loài người phải cần đến những thực nghiệm trong giả tưởng.
Hiệu ứng Đốplơ được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu các hiện tượng thiên văn. Khi khảo sát hệ quang phổ của ánh sáng đến từ các thiên thể, các nhà vật lý thấy rằng trong thành phần cấu tạo vật chất của các thiên thể không có nguyên tố nào không có ở Trái Đất. Tuy nhiên có khác là quang phổ của cùng một nguyên tố, một ở Trái Đất, một ở thiên thể thường không trùng nhau hoàn toàn. Các vạch quang phổ của thiên thể cùng dịch về phía tím (bước sóng ngắn) hoặc cùng dịch về phía đỏ (có bước sóng dài). Các nhà vật lý cho rằng hiện tượng ấy chỉ có thể có nguyên nhân là hiệu ứng Đốplơ. Đặc biệt, thí nghiệm đã chỉ ra một hiện tượng trong hiệu ứng Đốplơ là hệ P càng lùi ra xa hệ T thì quang phổ phát ra từ nó đến P càng dịch về phía đỏ. Vì phổ thu được của các thiên thể ở xa Trái Đất cũng có hiện tượng dịch về phía tím, nhưng phần nhiều là dịch về phía đỏ nên các nhà vật lý thiên văn thống nhất cho rằng hiện tượng tản ra ngày một xa nhau của các thiên hà là có tính phổ biến. Trên cơ sở đó, năm 1923, Fritman đề xướng thuyết Vũ Trụ giãn nở. Ngày nay, hầu hết các nhà vật lý đều thừa nhận thuyết này và thuyết Big Bang.
Vậy thì có thể giải thích hiện tượng quang phổ của các thiên thể dịch về một phía như thế nào?
Đến đây, có thể thấy, những biểu thức mà chúng ta đã nêu ra và gọi là cơ bản, có mối quan hệ qua lại khăng khít với nhau, mà về thực chất, đều là những dẫn xuất từ một quan niệm nền tảng duy nhất về tự nhiên. Chúng ta đã dùng chúng và chỉ dùng chúng để giải thích khá tốt nhiều hiện tượng quang học khác nhau. Như vậy, có thể nhận định những hiện tượng quang học có vẻ khác nhau ấy đều do cùng một nguyên nhân sâu xa tạo thành. Vậy nguyên nhân sâu xa ấy là gì? Chúng ta cho rằng đó chính là mức độ chênh lệch tương đối và tuyệt đối về mức độ vận động giữa hai hay nhiều hệ KG. Chúng ta dùng thuật ngữ “hệ KG” để gọi chung các dạng tồn tại như: mức năng lượng, tốc độ, tần số… của hệ KG. Trên cơ sở nhận định này và nếu nó xác đáng thì chúng ta cũng cho rằng, tất cả những hiện tượng quang học có nguyên nhân sâu xa nói trên, đều có thể được giải thích đúng đắn một cách đại thể trên cơ sở áp dụng những biểu thức mà chúng ta đã nêu ra, và chỉ cần thế, không cần đến bất cứ điều kiện bổ sung “xa lạ” nào.
Rõ ràng là khi hai hệ P và T đứng yên so với nhau (v=0) thì , , nghĩa là không xuất hiện hiệu ứng Đốplơ. Mặt khác, cho dù giữa hai hệ đó có chuyền động tương đối so với nhau, nhưng với vận tốc v rất nhỏ so với c, đến nỗi không có bất cứ cách nào phát hiện được sự sai biệt về bước sóng và tần số giữa hệ thu và hệ phát tín hiệu sáng, thì cũng coi như không có hiệu ứng Đốplơ. Vậy, đối với một thiên thể phát sáng, dù chuyển động tương đối giữa nó với Trái Đất là rất lớn đi nữa, nhưng nếu nó ở rất xa Trái Đất, chỉ như một điểm sáng ở cách Trái Đất hàng ngàn năm ánh sáng, thì lúc đó coi như nó và Trái Đất thực sự đứng yên so với nhau, và như thế, phải cho rằng không hề có hiệu ứng Đốplơ trong sự phát và thu tín hiệu giữa chúng ít ra là cũng trong khoảng thời gian hàng chục năm, thậm chí hàng trăm năm. Nếu cho rằng hiện tượng dịch về một phía trong quang phổ của các thiên thể ở xa Trái Đất có nguyên nhân trực tiếp từ hiệu ứng Đốplơ thì nó cũng không thể xảy ra trong những khoảng thời gian nói trên được. Thế mà thiên văn học đã phát hiện ra và luôn quan sát thấy. Do đó, có thể suy luận: hiện tượng dịch về một phía trong quang phổ của các thiên thể ở xa Trái Đất là sự thể hiện của một hiệu ứng tổng hợp nào đó, trong đó có hiệu ứng Đốplơ nhưng vai trò của hiệu ứng Đốplơ không đáng kể.
Vì không tin vào thuyết Big Bang, nghĩa là không tin vào quan niệm về một Vũ Trụ đang thời kỳ giãn nở, thậm chí là giãn nở lạm phát, nên chúng ta cho rằng hiệu ứng tổng hợp gây ra sự dịch chuyển quang phổ của các thiên thể về một phía, mà dịch về phía đỏ là phổ biến không phải là biểu hiện về sự tản ra xa nhau ngày càng nhanh của các thiên hà.
Không còn cách nào khác là phải cố gắng hết sức mình khám phá ra được hiệu ứng tổng hợp ấy vì nó là một trong những mấu chốt nhằm xác định đúng - sai giữa quan niệm Vũ Trụ chưa bao giờ giãn nở và cũng chưa bao giờ co lại (thường gọi là Vũ Trụ dừng) và quan niệm Vũ Trụ giãn nở. Quan niệm Vũ Trụ dừng hầu như đã bị phế bỏ trên vũ đài vật lý học nhưng chúng ta không nao núng, vẫn tin theo nó và cố bênh vực nó đến cùng.

Tuy nhiên, lúc này không phải là lúc chúng ta thực hiện công việc ấy mà có lẽ sẽ chẳng bao giờ kể được câu chuyện ấy và quá trình các nhà vật lý thêu dệt nên huyền thoại Big Bang cho ra lẽ, vì trước mắt, chúng ta còn phải giải quyết một số vấn đề cần kíp hơn.  Nhưng sơ bộ và một cách định tính, có thể giải thích hiện tượng ánh sáng đến Trái Đất từ những thiên thể ở càng xa càng dịch về phía đỏ không phải là do Vũ Trụ dãn nở mà đơn giản là do hiện tượng thu-phát bức xạ (phát tán hạt KG) mà mức năng lượng của dải Ngân Hà và/hoặc Mặt Trời cao hơn tương đối so với vùng không gian xung quanh?!
 

(Hết chương XXXXV)
-----------------------------------------------------------------------



Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét